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[虚拟币交流] 如何让5年后的以太坊变得像比特币一样简单(转)
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1#
   % y& Y* v( a2 z, x6 A- z% w8 T3 P
8 C9 x- r) N" `+ j
 以太坊旨在成为全球账本,需要可扩展性和韧性。本文聚焦协议简单性的重要性,提出通过简化共识层(3-slot 最终性、STARK 聚合)和执行层(替换 EVM 为 RISC-V # u+ L# b  B' g
7 L$ D2 c0 V! l/ ]6 O4 r
或类似虚拟机)大幅降低复杂性,减少开发成本、错误风险和攻击面。建议通过向后兼容策略(如链上 EVM 解释器)平滑过渡,并统一纠删码、序列化格式(SSZ)和树结# ~8 ?. V0 A6 X6 b8 v! e, Z
5 Q& G" g; x8 ^  b. d
构以进一步简化。目标是让以太坊共识关键代码接近比特币的简单性,提升韧性和参与度,需文化上重视简单性并设定最大代码行数目标。5 E; V. w" [7 {! n
8 _: U! x! N9 A0 d4 S/ K1 u/ O  x
  以太坊的目标是成为全球账本:存储人类文明资产与记录的平台,服务于金融、治理、高价值数据认证等领域。这需要两方面的支持:可扩展性与韧性。Fusaka 硬分叉
- F" m8 o& S0 J
, N+ S6 i  p; W- H7 r3 N/ X  h5 V$ u计划将 L2 数据的可用空间增加 10 倍,而当前提议的 2026 年路线图也计划为 L1 层带来类似的大幅提升。与此同时,以太坊已完成向权益证明(PoS)的过渡,客户端多样" m3 k8 @, `+ ^& Y! {+ s3 U

/ @* ?1 w" {) a! H: e性迅速提升,零知识(ZK)验证、量子抗性研究也在稳步推进,应用生态日益稳健。: c: u! w4 K: J  s* p

, @  _8 S# u) E& D6 s  d7 x% z  本文旨在聚焦一个同样重要却易被低估的韧性(乃至可扩展性)要素:协议的简单性。
9 G8 d3 {) y; D% K; E+ w! S
, L2 c; }  M- L7 ^3 a  比特币协议最令人赞叹之处在于其优雅的简洁性:
7 v* D- ^' D6 A0 W3 E9 s; l3 a7 C% ~1 s  T" r

5 U9 T6 Q9 Y& s* o" |0 Q  1. 存在一条由区块组成的链,每个区块通过哈希与前一区块相连。
9 ]: }! k$ r9 Z: r; J- b! x$ ^  b) B/ m" C$ H+ ^
  2. 区块的有效性通过工作量证明(PoW)验证,即检查哈希值的前几位是否为零。
, \2 I8 g3 h2 i# V* X/ O6 q% P- F1 r/ N$ n/ ~) j: ^
  3. 每个区块包含交易,交易花费的币要么来自挖矿奖励,要么来自之前的交易输出。
7 I( A' U* G) C3 h  L0 j5 Y8 ?9 t% D7 b$ ~  I" t; u
  仅此而已!即便是一个聪明的高中生也能完全理解比特币协议的运作,而一个程序员甚至可以将其作为业余项目编写一个客户端。0 ?& T2 Z1 ~& W+ v
( d- v( E1 S* c6 L' \) O
  协议的简单性为比特币(以及以太坊)成为可信、中立的全球基础层带来了诸多关键优势:, z% n5 k. k% r/ O) U; R( T+ o

  k$ [$ \: O! ~. n  1. 易于理解:降低协议的复杂性,让更多人能够参与协议研究、开发和治理,减少技术精英阶层主导的风险。
' v. S% W' N9 N- V; x& W
% E" N9 k+ b2 e/ K  2. 降低开发成本:简化协议大幅降低创建新基础设施(如新客户端、证明器、开发者工具等)的成本。+ |  K; F& k' X4 e! Q# z
0 H# @( e9 \: j0 m& v8 i1 L) S
  3. 减少维护负担:降低长期协议维护的成本。3 z! w/ ~. _8 n- R- w6 X
# I" a( z- }" F/ M8 l
  4. 减少错误风险:降低协议规范及实现中发生灾难性错误的可能性,同时便于验证不存在此类错误。+ z/ H" i- c& L4 |
+ u( e+ m6 k# X# m' x
  5. 缩小攻击面:减少协议的复杂组件,降低被特殊利益集团攻击的风险。
( G# o$ U3 q" f7 u, X, F0 e. b8 ^% k  I
  历史上,以太坊(有时因我个人的决策)常常未能保持简单,导致开发成本过高、安全风险增加以及研发文化的封闭性,而这些复杂性追求的收益往往被证明是虚幻的。1 n2 b7 V" f. ?3 D
& F% y, A) ^+ b  r* D, a3 O
本文将探讨五年后的以太坊如何接近比特币的简单性。
- q8 j5 S1 S7 B9 J. |) {  v
0 i+ c& ]* Z' A, N; z) R) C  简化共识层+ [1 r! s! C4 `& S

' q# h4 p3 X6 {, k$ ?
& g& U# U6 X+ @9 r* y, K0 j* C. H8 u/ N- |, H3 P4 _% A
  新的共识层设计(历史上称为 “信标链”)旨在利用过去十年在共识理论、ZK-SNARK 开发、质押经济等领域的经验,构建一个长期最优且更简单的共识层。
3 z" R; j4 U5 S1 R2 g$ `7 g  c
+ `% u  q' Q7 w相比现有信标链,新设计显著简化:0 H* ?- W% b* }) @' D( ~6 ~

5 V; _4 E+ `" H) x  1. 3-slot 最终性设计:移除槽(slot)、周期(epoch)、委员会重组等概念,以及相关的高效处理机制(如同步委员会)。 3-slot 最终性的基本实现仅需& @$ h6 B, z5 p8 H  v, u9 h# y

/ K( E% z/ w2 N" F! ^约 200 行代码,且相比 Gasper,安全性接近最优。5 M& X% z7 o. d( L
; v# E$ N' E" i5 W" @. b0 y: |
  2. 减少活跃验证者数量:允许使用更简单的分叉选择规则实现,增强安全性。
: I# E! ]/ U2 c/ N! Q( P2 V' f
& ?! l7 O1 }! w4 x6 a  3. 基于 STARK 的聚合协议:任何人都可成为聚合者,无需信任聚合者或为重复位域支付高昂费用。聚合密码学的复杂性较高,但其复杂性被高度封装,
( U2 @- p. p! \5 l7 N% d2 f$ Q- L, |
7 t& V4 R7 x- i" A系统性风险较低。
2 l1 k7 Q4 K6 }) B7 h. p  M0 N) x% v/ ]! F9 L- \9 c: ~
  4. 简化 P2P 架构:上述因素可能支持更简单、更稳健的点对点网络架构。% K& o; A) l8 f  F! O% y: o

# k; I, H! C8 m0 K3 R  5. 重新设计验证者机制:包括进入、退出、提款、密钥转换、 inactivity leak 等机制,简化代码行数并提供更清晰的保证(如弱主观性周期)。: V) t& ^9 ]+ {! Y( k

/ j& g/ ?# O# D+ o2 j6 y5 S  共识层的优势在于其与 EVM 执行层相对独立,因此有较大空间持续改进。更大的挑战在于如何在执行层实现类似简化。
1 h) M% h" S0 Q  v$ g# |0 I% K( z+ `+ g; `
  简化执行层9 W, B7 B: _9 j$ C3 r7 C7 ?

" {' h% I2 d( E, k  EVM 的复杂性日益增加,且许多复杂性被证明无必要(部分因我个人决策失误):256 位虚拟机过度优化了如今已逐渐过时的特定密码学形式,预编译7 P* w) z; {6 L) `4 A+ ^0 {% ~
" j7 P( q# h5 B& [, }
(precompiles)为单一用例优化却鲜被使用。
6 i( A- T  S0 B6 P! B( I
/ A* F5 ~! |0 P2 I  逐一解决这些问题效果有限。例如,移除 SELFDESTRUCT 操作码耗费巨大努力,却仅带来较小收益。近期关于 EOF(EVM Object Format)的争论也显3 [5 T+ f. \. l+ F8 b1 m

( M  m  c7 A3 F* ?* a# K6 s5 F示出类似挑战。
) ]; V  T. u9 j* x6 _8 O% m" B3 r9 w6 Z6 X( {* E  f  P' _: r
  我最近提出一个更激进的方案:与其对 EVM 进行中等规模(但仍具破坏性)的更改以换取 1.5 倍的收益,不如向一个更优、更简单的虚拟机过渡,以
. J6 r4 O" j- _1 l4 G
2 E7 U/ C, v3 H# j5 X实现 100 倍的收益。类似于 “合并”(The Merge),我们减少破坏性变更的次数,但使每次变更更具意义。具体而言,我建议将 EVM 替换为 RISC-V,或
) }& L3 g: d& Z7 T1 b: i; {) H' n$ ?' V5 P
以太坊 ZK 证明器使用的另一种虚拟机。这将带来:
' \/ M: ~; j. U( i
4 l7 j, K" h- ^  1. 效率大幅提升:智能合约执行(在证明器中)无需解释器开销,直接运行。Succinct 的数据显示在许多场景下性能可提升 100 倍以上。2 ?/ k' b. {8 R0 P) o

- o! g; j  a2 _" ~  2. 简单性大幅改进:RISC-V 规范相比 EVM 极其简单,替代方案(如 Cairo)同样简洁。* _4 K8 F  I1 F' @5 s) l

2 R6 ?( N2 V/ \1 y  3. 支持 EOF 的动机:如代码分区、更友好的静态分析、更大代码大小限制等。0 `7 ~' i6 s% x$ ^
2 }+ U& w& ^" @: U) t8 ~
  4. 更多开发者选择:Solidity 和 Vyper 可添加后端以编译到新虚拟机。若选择 RISC-V,主流语言开发者也能轻松将代码移植到该虚拟机。* w3 s* R6 ~  C" k7 f/ H" y

0 ~+ }, I/ \+ @+ u  5. 移除大部分预编译:可能仅保留高度优化的椭圆曲线操作(量子计算机普及后连这些也将消失)。4 p- S! N, `. M0 Z

3 k( [/ T0 C0 E  主要缺点是,与已准备就绪的 EOF 不同,新虚拟机的收益需较长时间惠及开发者。我们可通过短期实施高价值的 EVM 改进(如增加合约代码大小限制、
( i2 ?8 Y$ v) ~: m6 x$ a) I$ g
4 X- t& W( [: Z0 \支持 DUP/SWAP17–32)来缓解这一问题。
( _0 f/ U/ E+ ^  e
: F; V+ Z( s$ i; J  这将带来更简单的虚拟机。核心挑战在于:如何处理现有的 EVM?
; c4 K, [& T5 o' a) ]& X7 n- t9 P( P9 |; l6 Y
  虚拟机过渡的向后兼容策略0 Q+ A( `# ?% @) O. N/ J9 u

0 V& w- Q1 }/ J) d6 x8 e3 ?: o4 \  简化(或在不增加复杂性的前提下改进)EVM 的最大挑战在于如何平衡目标实现与现有应用的向后兼容性。  f- Q/ U; Z9 i

% F- t) e5 X: \# _. t$ }& Y4 n+ j  首先需要明确:以太坊代码库(即使在单一客户端内)并非只有一种定义方式。' ~* B5 d! G. S5 ]$ T

# m  ?5 L5 {) D2 s
/ c, }, K- p! L  目标是尽量缩小绿色区域:节点参与以太坊共识所需的逻辑,包括计算当前状态、证明、验证、FOCIL(分叉选择规则)及 “普通” 区块构建。
0 s) w) B- |# I) M. _) ^) J- `+ h! X7 q/ ]% B; P& Q8 L
  橙色区域无法减少:若协议规范移除或更改某执行层功能(如虚拟机、预编译等),处理历史区块的客户端仍需保留相关代码。但新客户端、ZK-EVM 或
( o6 ^* S. K( h2 w( @/ H9 L+ L, {6 }( D" Z" [1 t8 T. i; ?/ _( G( |
形式化证明器可完全忽略橙色区域。
7 N$ H( A2 Q" q% T" _# c3 R  i( ~" ~7 ^
  新增的HS区域:对理解当前链或优化区块构建非常有价值,但不属于共识逻辑。例如,Etherscan 及部分区块构建者支持 ERC-4337 用户操作。若我们
) e, X* ^. j. t
6 N; l4 d  K! b% ?用链上 RISC-V 实现替换某些以太坊功能(如 EOA 及其支持的旧交易类型),共识代码将显著简化,但专用节点可能继续使用原有代码进行解析。
' `3 t* r( p0 Q. _) f& D7 T: e. i- \2 a
  橙色和HS区域的复杂性是封装复杂性,理解协议的人可跳过这些部分,以太坊实现可忽略它们,这些区域的错误不会引发共识风险。因此,橙色和HS区
) ?  {5 R1 y' a: b; ?( [+ @
9 o; k  k( Z) X) @" I. B! @域的代码复杂性远比绿色区域的复杂性危害小。$ \5 j6 j  [6 g1 P0 [

6 M, z3 k! A8 G6 C0 N. X  将代码从绿色区域移至HS区域的思路,类似于苹果通过 Rosetta 翻译层确保长期向后兼容的策略。
' u3 B  J' d. u  ^  _% }0 l! [! {# l9 g. r/ @
  1. 要求新预编译提供链上 RISC-V 实现:让生态系统逐步适应 RISC-V 虚拟机。- O; l" Y) K/ o% w
& \$ v! R; }7 _4 w0 |( ]* N
  2. 引入 RISC-V 作为开发者选项:协议同时支持 RISC-V 和 EVM,两种虚拟机的合约可自由交互。
4 Y- K. W. h. V/ g  i& y
0 N: T* w, v& j1 M  3. 替换大部分预编译:除椭圆曲线操作和 KECCAK(因需极致速度)外,用 RISC-V 实现替换其他预编译。通过硬分叉移除预编译,同时将该地址的代码
( g$ y& O  C0 }  G1 B
$ l! q' Z. s  X6 ]2 q, s" S5 P(类似 DAO 分叉)从空更改为 RISC-V 实现。RISC-V 虚拟机极其简单,即使在此止步也净简化协议。
: x0 S) n0 }# }8 B: V6 _  A; M- Q4 Z. [- m+ \/ R
  4. 在 RISC-V 中实现 EVM 解释器:作为智能合约上链(因 ZK 证明器需要已进行)。在初始发布数年后,现有 EVM 合约通过该解释器运行。$ n) r; p: }. ?0 [5 Q: p' ^

# \2 \9 l$ `- ?
0 |. m. _  b  X2 x; n  完成第 4 步后,许多 “EVM 实现” 仍将用于优化区块构建、开发者工具和链分析,但不再是关键共识规范的一部分。以太坊共识将 “原生地” 仅理解 RISC-V。
4 b0 ~  {! R% {! H/ E
2 f; o" O& T* S  通过共享协议组件简化5 x' O& t. N& |7 P3 m
6 I9 S, g- t/ u8 A' x& f
  降低协议总复杂度的第三种方式(也最易被低估)是尽可能在协议栈的不同部分共享统一标准。不同协议在不同场景下做相同的事情通常毫无益处,但这种
" F3 G1 o2 q5 b8 @% D( a- c( l: r4 s$ Z3 F' l; C6 T$ b
模式仍常出现,主要是因为协议路线图的不同部分缺乏沟通。以下是几个通过共享组件简化以太坊的具体示例。
. z3 O  O  Z* Z9 M4 }9 J2 b4 f1 o+ C% u. {4 A0 b
  统一纠删码
; o( M) X+ C" B3 c  r* {6 O
2 x2 B( e* I' J- v$ z: S: r  \/ e2 z' Y) p; d1 I! N( u. M, d. Y  z
  我们在三个场景中需要纠删码:1 K1 m# |/ Z0 c/ j. {. K! Z

, }9 X5 I" y# z8 k  1. 数据可用性采样:客户端验证区块已发布。  U$ T7 ?8 ^. h

" z/ ]1 z' L8 v1 X/ I+ r  2. 更快的 P2P 广播:节点接收 n/2 个片段后即可接受区块,在延迟与冗余间取得平衡。# t) D- |) q# A3 s
0 v- |5 F( ^) M5 ]: U; d
  3. 分布式历史存储:以太坊历史数据分片存储,每组 n/2 个片段可恢复其余片段,降低单一片段丢失风险。5 ]6 c3 r0 Z' a

' p- R. x& d. e& W6 d# g' ~$ p  若在三种场景中使用同一纠删码(无论是 Reed-Solomon、随机线性码等),将获得以下优势:
6 u( Z+ b: t+ y+ p' U4 B
  f- W9 P# t% o% K2 ]0 Y  1. 最小化代码量:减少总代码行数。' M% ^8 l0 M: B0 c

. w  m  i) B, L/ T# ^  2. 提高效率:若节点为某场景下载部分片段,这些数据可用于其他场景。
. B, S' l$ @, c3 B; }% o. m/ C
. [7 _9 y) g0 C, S  3. 确保可验证性:所有场景的片段均可根据根验证。/ N3 Y1 i' [5 z' G" s
2 ]4 _$ \7 R) v8 E& u
  若使用不同纠删码,至少应确保兼容性,例如数据可用性采样的水平 Reed-Solomon 码与垂直随机线性码在同一域操作。8 H! c7 `5 Q" ]4 q- ~2 g
% ~# ?% o9 Z- W0 D! N6 @: ?3 P
  统一序列化格式
# z2 ^4 q) @& Z* H3 L' B2 p3 D, ~! Y

' ~: A* |/ T( j2 @% _0 q+ o* ~0 l  以太坊的序列化格式目前仅部分固化,因数据可按任意格式重新序列化和广播。例外是交易签名哈希,需规范格式进行哈希。未来,序列化格式的固化程0 C/ Z- k9 Z7 h2 @# K4 l
- @' w' d1 a# w. u3 V3 _# D# {: i
度将因以下原因进一步提高:
2 f$ U5 ?- B: V7 h# q* X+ _; Q
0 a, c2 T8 c3 Z% i0 B5 {1 }* |/ j  1. 完全账户抽象(EIP-7701):交易完整内容对虚拟机可见。
2 }# Q/ s$ g0 I  z* n2 O3 Z- F1 S$ e* w( _2 A% e1 @. ]
  2. 更高的 Gas 限制:执行层数据需放入数据块(blobs)。
5 \+ N) [: ~9 `) M% m& ?  ?/ D$ J4 C4 D; I5 c. h" ~
  届时,我们有机会统一以太坊三个层级的序列化格式:执行层、共识层、智能合约调用 ABI。& q% z7 g, A- F! J
8 z2 p$ q" e  `4 K
  我提议使用 SSZ,因为 SSZ:5 \. c+ Z" n6 B+ Y+ w, x- F

4 H; z7 V/ u' Y4 @/ o; F( I! o, _  1. 易于解码:包括在智能合约内(因其基于 4 字节的设计和较少的边缘情况)。% ?' P. t/ P* L$ T4 S5 H
( ?. x5 N; z3 `) c: r2 _- v
  2. 已在共识层广泛使用。! D% c, T/ Y8 j0 k) \7 s- h

9 l( A/ l4 z  J  3. 与现有 ABI 高度相似:工具适配相对简单。
" V, b0 p$ G7 }( f6 a' |
4 i& [" Q0 E6 ~  {  已有向 SSZ 全面迁移的努力,我们应在规划未来升级时考虑并延续这些努力。9 C% `: s- R; I" v4 Q( [
2 H. y! _6 q% O  [  y2 s
  统一树结构
+ z+ b2 O6 x, z9 j/ L- Y* o4 ^; k
7 A4 y9 V" F! D% R3 c
' `" I0 w: L) i$ W$ C3 |  e. W+ @  若从 EVM 迁移到 RISC-V(或其他可选的最小虚拟机),十六进制 Merkle Patricia 树将成为证明区块执行的最大瓶颈,即使在平均情况下也是如此。迁移3 y- t! b- o( L; Y( d! ?7 F# h% P3 e9 A

9 T6 l4 V1 S" c1 \到基于更优哈希函数的二叉树将显著提升证明器效率,同时降低轻客户端等场景的数据成本。
. c( {+ n% @2 w' b  e1 {  N0 L/ e3 M$ K( P
  迁移时,应确保共识层使用相同的树结构。这将使以太坊的共识层与执行层可通过相同代码访问和解析。
' n8 ~* y, M% f; P( W9 q5 W
# q3 Z; T. T" @, m; n2 ^+ F% {) _  从现在到未来
1 }  y* m) b9 r) N* `* P" ?2 R8 h. R% p: J* e' F5 d
  简单性在许多方面类似于去中心化,二者均为韧性目标的上游。明确重视简单性需要一定的文化转变。其收益往往难以量化,而额外努力和放弃某些耀眼功
& t/ }' D7 c9 l0 E8 M, u
2 u$ O  _& |7 h$ D0 q8 W能的成本却立竿见影。然而,随着时间推移,收益将愈发显著 — — 比特币本身就是绝佳例证。, y; [- S# c+ a/ n9 H! u' e8 s

4 t( R  Y' K- b+ q8 u& {4 K  我提议效仿 tinygrad,为以太坊长期规范设定明确的最大代码行数目标,使以太坊共识关键代码接近比特币的简单性。处理以太坊历史规则的代码将继续存
& M% i" g' \2 R* j* C$ n# g9 R' U' l3 W  M0 H, B5 d. V+ ^
在,但应置于共识关键路径之外。同时,我们应秉持选择更简单方案的理念,优先选择封装复杂性而非系统性复杂性,并做出提供清晰属性和保证的设计选择。0 l& j" E3 n9 M0 @" C- z. M
6 R0 k* d9 I1 J

  _, e6 H  K( \
9 J4 p" ?, D1 O& D# O
avatar
2#
想要简单也是不容易的事情啦。
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3#
建议需要理智的人,要不然的话索性不给更好。
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4#
楼主的理论打法还是很好啊,来收藏下了解下了
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5#
主题回复处广告图案-天策传媒
你估计也是一个理论很内行的玩家,感激你的分享。
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6#
这个理论打法说起来是绝对有用的,我也来学习
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7#
我的成果的功劳都是楼主像这样的理论分享。
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8#
建议什么的与我没有关系,根本不感兴趣了
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这么个的建议我也是要来看看,学到点东西了
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具体的理论打法还得让老哥来解答啊
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给建议还是需要心平静和的人啊,我也是来旁观了
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12#
这样的理论打法是十分科学好有道理哦,我也来学习
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给建议什么的都是大神,我只是来围观一下而已
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理论虽然看起来很利害,但是我还是不行
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15#
谢谢楼主的理论分享,也是可以了解到很多的。
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16#
这样的理论还是可以多多学学一下。
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你的理论打法也是有在记录中的呀?
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